2.3 Прогнозування параметрів прориву греблі гідротехнічних споруд
Прогнозування часу прориву природних гідротехнічних споруд базується на прогнозі підйому рівнів води до 80-85% висоти перемички водосховища з урахуванням прогнозу найближчої метеостанції.
Відомості щодо характеристик хвилі прориву необхідні для прийняття рішення для проведення аварійно-рятувальних та інших невідкладних робіт.
Вихідні дані для розрахунку:
L – віддалення створу, який розглядається, від греблі;
В – розмір прориву;
І – схил водної поверхні (визначається по карті);
hm – висота площадки (визначається по карті);
hз – максимальна висота затоплення дільниці місцевості по створу (визначається по карті);
hер – висота прямокутника, еквівалентного по площі змоченого периметру в створі при максимальній глибині затоплення (визначається по карті);
Н – висота греблі.
Результати розрахунку:
h – максимальна висота хвилі прориву;
V – максимальна швидкість потоку;
Vер – середня швидкість потоку води у створі, який розглядається;
t – тривалість затоплення території;
tгр – час приходу гребеня хвилі прориву;
tфр – час приходу фронту хвилі прориву.
Послідовність розрахунку:
1. Визначається висота і швидкість хвилі прориву.
Аh Аv
h = ———— , м V = ——— , м
де: Аh, Bh, Аu, Вu – коефіцієнти апроксимації, які залежать від висоти греблі; (Н) - гідравлічною схилу водної поверхні (І) і розмірів очікуваного прориву; (В) – значення коефіцієнтів наведені у таблиці 2.1
Таблиця 2.1 Значення коефіцієнтів (В)
В |
Нm |
Значення коефіцієнтів при схилах |
|||||||||||
|
і = 1 × 10-4 |
і = 5 × 10-4 |
і = 1 × 10-3 |
||||||||||
|
Аh |
Вh |
Аu |
Вu |
Аh |
Вh |
Аu |
Вu |
Аh |
Вh |
Аu |
Вu |
|
1
5
0,25 |
20 40 80 150 20 40 80 150 250 20 40 80 150 250 |
100 280 720 1880 128 340 844 2140 4520 140 220 880 2420 4740 |
90 150 286 500 204 332 588 1036 1976 192 388 780 1456 2420 |
9 20 39 79 11 19 34 62 100 8 13 23 41 67 |
7 9 12 15 11 14 17 23 28 21 21 21 20 16 |
70 180 480 1240 92 224 554 1200 2600 60 192 560 1360 2800 |
50 76 140 234 104 167 293 514 830 100 176 320 572 932 |
13 24 52 100 13 23 43 79 130 11 21 41 77 126 |
10 12 16 21 23 25 31 38 46 33 36 41 51 62 |
40 110 300 780 56 124 320 940 1840 40 108 316 840 1688 |
18 30 60 106 51 89 166 299 490 38 74 146 172 452 |
16 32 62 116 18 32 61 113 187 15 30 61 114 191 |
21 24 29 34 38 44 52 62 79 43 50 65 89 116 |
2. Визначається середня швидкість потоку води
1
Vср = — hз2/3і1/2, м/с
nе
де: n- еквівалентний коефіцієнт шорсткості по створу
1
n = — hср2/3і1/2
u
3. Визначається час затоплення території
hm
t = w(tp — tфр) (1 − —)
h
де: hm – висота дільниці місцевості від рівня моря у річці в межень, м;
w - коефіцієнт, який залежить від висоти греблі, гідравлічного схилу і інших параметрів.
Значення коефіцієнта W визначається по таблиці 2.2.
Таблиця 2.2. Значення коефіцієнта W
I L Н |
Висота греблі в долях від середньої глибини річки у нижньому б’єфі (hm) |
|
Н = 10ho |
Н = 20ho |
|
0,05 |
15,5 |
18 |
0,1 |
14 |
16 |
0,2 |
12,5 |
14 |
0,4 |
11 |
12 |
0,8 |
9,5 |
10,8 |
1,6 |
8,3 |
9,9 |
3 |
9,9 |
9,6 |
5 |
7,6 |
9,3 |
Величини tгр і tфр визначаються по таблиці 2.3.
Таблиця 2.3 Величина tгр і tфр
L, км |
Н = 20 м |
Н = 40 м |
Н = 80 м |
|||
для і = 1 × 10-4 чисельнику: |
для і = 1 × 10-3 знаменнику: |
|||||
tгр |
tгр |
tгр |
tгр |
tгр |
tгр |
|
5 |
0,2/0,2 |
1,8/1,2 |
0,1/0,1 |
2/1,2 |
0,1/0,1 |
1,1/0,1 |
10 |
0,6/0,6 |
4/2,4 |
0,3/0,3 |
3/2 |
0,2/0,1 |
1,7/0,4 |
20 |
1,6/2 |
7/5 |
1/1 |
6/4 |
0,5/0,4 |
3/2 |
40 |
5/4 |
14/10 |
3/2 |
10/7 |
1,2/1 |
5/2 |
80 |
13/11 |
30/21 |
8/6 |
21/14 |
3/3 |
9/4 |
150 |
33/27 |
62/43 |
18/15 |
40/23 |
7/6 |
17/9 |
Очікувані параметри, які характеризують зону затоплення, залежать не тільки від розмірів водосховища, величини напору та інших характеристик гідровузла, але, більшою мірою, визначаються геодезичними і топографічними особливостями території.